《金属材料 薄板和薄带 弯折性能试验方法》标准全文及编制说明

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1、 次 ICS 77.040.10 H 22 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 GB/T XXX-XXXX 金属材料 薄板和薄带 弯折性能试验方法 Metallic materials - Sheet and strip - Bending and folding test method （征求意见稿） 本稿完成日期：2019-9-9 201-发布 201-实施 国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 中国国家标准化管理委员会中国国家标准化管理委员会 发 布 I 目 次 前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 符号和说明 1 4 试

2、验原理 1 5 试样 3 6 模具 3 7 试验机 4 8 试验程序 4 9 试验结果评定 5 10 试验报告 5 11 附录 A （规范性附录）测定极限弯折角度 max的方法 6 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC 183）归口。 本标准起草单位： 本标准主要起草人： 1 金属材料 薄板和薄带 弯折性能试验方法 1 范围 本标准规定了金属薄板和薄带弯折性能试验原理、术语和定义、试样、模具、试验机、试验程序、 试验结果评定和试验报告。 本标准适用于厚度0.30 mm 4.00 mm的金属

3、薄板和薄带的弯折性能试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2322010 金属材料 弯曲试验方法 GB/T 15825.2 金属薄板成形性能与试验方法 第2部分：通用试验规程 3 符号和说明 表1 符号和说明 符号 说明 单位 rd 支辊半径 mm L 支辊间距 mm t 试样厚度 mm tm 垫模厚度 mm tP 压头厚度 mm 弯曲(折)角 max 极限弯折角 R 弯曲半径 mm Rp 压头（或垫模）底部弧面半径 mm Rpf 试样

4、变形区外侧表面出现裂纹或显著凹陷时所用的压头底部弧面半径或所用垫 模厚度的二分之一 mm Rmin 最小弯曲半径 mm Rmin / t 最小相对弯曲半径 4 试验原理 采用一系列具有不同底部弧面半径的压头， 将试样弯曲或弯折至规定条件。 检查其变形区外侧表面， 将该表面不产生裂纹或显著凹陷时的最小相对弯曲半径(180弯曲时)，或极限弯折角度(小于180弯 折时)作为金属薄板和薄带弯折成形性能的指标(见图1和图2)。 2 a) 模具 b) 试样 说明： 1压头； 2支辊倒角； 3支辊基座。 图1 弯折试验原理图 a) 含垫模180弯曲 b) 不含垫模180弯曲 说明： 1支辊； 2试样； 3垫

5、模。 图2 180弯曲试验 Rp t rd L tp R tm Rp 3 5 试样 5.1 本试验采用板条形试样，其宽度应大于10倍板料基本厚度，但不应小于20 mm，且长度应保证试样 可弯成“V”形或“U”形。 5.2 推荐采用弯折试样的尺寸如下： 180 弯曲试样：宽度 50 mm 0.5 mm，长度 150 mm 2.0 mm的条形试样。 小于180 弯折试样：宽度 60 mm 0.5 mm，长度 60 mm 0.5 mm的正方形试样。 如相关方协商一致，也可采用其他尺寸的弯折试样，但需在报告中注明。 5.3 如无其他要求，试样长度方向应垂直于轧制方向。如有规定，可采用其他取样方向，此时

6、应在试验 报告中注明。 5.4 应逐个测量试样厚度，并按试样正反面分组编号，同时记录试样实测厚度。 注：试样边部毛刺会导致边部异常开裂影响试验结果，应对边部进行去毛刺处理。 6 模具 6.1 模具应符合GB/T 15825.2的规定，其中压头、支辊和垫模的宽度均应大于试样宽度。 6.2 压头底部弧面半径Rp (图1)，原则上以每间隔0.1 mm为一级规格，制造公差范围0.01 mm。推荐采 用表2所列的压头规格。 6.3 180弯曲所用的垫模厚度tm 图2a)， 原则上以每间隔0.2 mm为一级规格， 制造公差范围0.01 mm， 垫模的一端应加工弧面，垫模底部(端部)的弧面半径Rp应当是垫模

7、厚度tm的二分之一。推荐根据表2所列 的压头底部弧面半径值增大一倍作为垫模厚度，即tm=2Rp。 表2 压头规格 单位为毫米 组号 压头底部弧面半径Rp 1 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0，1.1，1.2，1.3，1.4，1.5 2 1.6，1.7，1.8，1.9，2.0 3 2.1，2.2，2.4，2.5 4 2.8，3.2 5 由3.2 mm起始按级差0.4 mm连续或隔级选取。 6.4 压头应能方便快速地拆卸安装。受材料刚度影响，压头可加工为整体型压头与斜面型压头两类， 见图3所示。整体型压头的厚度tp是压头底部弧面半径Rp的2倍，而斜面型

8、压头厚度tp是压头底部弧面半 径Rp的数倍，以确保当压头底部弧面半径较小时，压头有足够的加载刚度而避免其自身弯折，见图3所 示。 注：根据经验，当Rp2.4 mm时可采用整体型压头。 6.5 支辊两端应使用低摩擦轴承固定。 6.6 支辊半径rd选择：180弯曲试验时应采用rd=10 mm；小于180弯折试验时应采用rd=15 mm。推 荐支辊设计成半径为rd的可转动圆柱体。 4 a) 整体型压头 b) 斜面型压头 图3 两种不同类型的压头 7 试验机 7.1 试验机应具有垂直向压头、水平向左右支辊基座共三个加载机构，推荐压头具备100 kN加载能 力，左右支辊基座具备100 kN的加载、保载能

9、力。试验机压头的加载力值与位移测量单元，其精度至 少为0.5级。 7.2 试验机压头应能上下垂直移动，两侧支辊应能水平相对开启与闭合移动。压头与两侧支辊移动时 应连续平顺无跳跃。压头位移速度应能在5 mm/min-100 mm/min范围内调节。 7.3 在工作行程内，压头与支辊对中，偏差不大于0.05 mm。 7.4 试验机应能对试样准确定位。 7.5 试验机应能连续调整支辊间距L (图1)，并在调整后能够锁紧，以保证L在试验过程中不发生变化。 注：根据经验，进行小于180的高强钢板弯折试验时，两侧支辊所受的水平侧向力可达到70 kN，推荐支辊间安 装位移测量单元，便于监控试验过程中支辊间距

10、的变化。 7.6 调整支辊间距L时，根据不同弯折类型，按式(1)与式(2)计算L值，计算结果保留两位小数： 小于180弯折试验时： =20.5Lt + . (1) 180弯曲试验时： p =2 2 t L tt+ (2) 7.7 试验机的两侧支辊应有平行作用面，相向移动时可对180弯曲试样提供压向载荷。 7.8 试验机应能完整记录弯折试验过程中的压头力-位移曲线。 8 试验程序 8.1 通常可在1035温度环境下进行试验。如对温度要求严格，可把温度设置为235。试验前 应对压头、垫板、试样、支辊等试验装置进行清洁、检查与润滑。 8.2 根据试样厚度，以及弯折试验所要求测定的指标， 如180弯曲

11、试验测定最小弯曲半径Rmin，或小于 180弯折试验测定极限弯折角度max，调整支辊间距并锁紧，并按以下步骤进行试验： 8.2.1 测定极限弯折角度max：若无特殊约定，采用图1所示方法，选择Rp=0.4 mm的压头及式(1)对应的 支辊间距L对试样进行小于180的弯折试验。将试样放置在支辊上，调节压头缓慢靠近并接触试样，压 入速度应控制在5 mm/min50 mm/min， 推荐采用20 mm/min的速度， 并实时记录试验过程中的力值变化。 当试样变形区外侧出现裂纹时，此时压头力值下降，根据9.3与附录A测定极限弯折角度max。 8.2.2 测定最小弯曲半径Rmin：采用图2所示方法对试样

12、进行180弯曲试验，根据式(2)确定支辊间距L。 当采用整体型压头时，应根据图1所示对试样进行180一步法弯曲。当采用斜面型压头时，需对试样进 行两步法弯曲。 8.2.2.1 第一步进行180预弯曲。需将试样连同斜面型压头整体压入两侧支辊形成的间隙中。随后移出 5 压头，并在试样形成的“U”型间隙中置入对应厚度的垫模，即tm=2Rp。垫模端部的弧面应与试样预弯曲 形成的弧面贴合。 8.2.2.2 第二步闭合两侧支辊，对试样连同垫模进行加载，完成两步法试验过程。 8.2.3 采用一步法或两步法弯曲后，取出试样并检查试样变形区外侧表面在5倍放大镜下是否出现裂纹 或显著凹陷。 9 试验结果评定 9.

13、1 有垫模(或含压头)180弯曲试验时(图2a)，按式(3)确定最小弯曲半径Rmin。 minpf =0.1RR + . (3) 9.2 无垫模180弯曲试验时(图2b)，按下述原则确定最小弯曲半径： a) 试样变形区外侧表面在5倍放大镜下出现裂纹或显著凹陷时，最小弯曲半径Rmin=0.1 mm； b) 试样变形区外侧表面在5倍放大镜下无裂纹或显著凹陷时，最小弯曲半径Rmin=0 mm。 9.3 计算最小相对弯曲半径Rmin/t，计算结果保留一位小数。 注：使用方协商一致时，也可采用名义最小弯曲半径，即Rmin=Rpf (有垫模)或Rmin=0 (无垫模)。 9.4 小于180弯折试验测定极限

14、弯折角度max， 可采用最大力值判定法， 见附录A， 结果保留至整数。 10 试验报告 试验报告应包含以下内容： a) 本标准的编号； b) 试样编号； c) 取样方向； d) 试样实测厚度； e) 试样尺寸； f) 试验方法； g) 最小相对弯曲半径(Rmin/t)或极限弯折角度(max)； h) 小于180弯折试验应提供力-位移曲线。 6 附 录 A （规范性附录） 测定极限弯折角度 max的方法 A.1 总则 本标准规定了小于 180弯折试验测定薄板或薄带极限弯折角度 max的方法。由于在弯折过程中试 验机实时记录压头的力-位移曲线，通常当试样变形区外侧出现裂纹时，压头力值出现陡降，因此

15、可根 据这一特性判定弯折试验试样出现开裂的临界时刻。应选择以下方法测定极限弯折角度 max，并在报告 中注明。 A.2 直接测量法 设定试验机控制参数，在达到最大力后下降 30 N 时停机。移开压头并取出将试，在无应力状态下 采用经校准的工业量角器对弯折破裂试样进行极限弯折角度 max的测定（图 A.1）。 注：采用该方式测量的弯曲角度仅包括弯折的塑性部分。 图 A.1 量角器测量角度 A.3 位移测量法 根据 GB/T 2322010 附录 B 的方法，通过根据最大力时刻的压头位移计算极限弯折角度 max。 注：采用该方式测量的弯曲角度包括弯折的弹性与塑性部分。 图 A.2 弯折试验压头力-

16、位移曲线 位移 (mm) 力 (N) 7 3 2 4 1 A.4 光学测量法 利用 CCD 摄像机与远心镜头的组合光学测量系统，同步记录压头力-位移曲线与试样弯折角度的 变化，当力值开始下降时，所记录的最大力对应的角度，即为极限弯折角度 max。 注：采用该方式测量的弯曲角度包括弯折的弹性与塑性部分。 说明： 1压头，Rp=0.4 mm； 2光学测量系统(含CCD摄像机与远心镜头)； 3背光源； 4光学系统支架。 图 A.3 光学测量系统示意图 1 GB/T XXXXX-20XX 金属材料 薄板和薄带 弯折性能试验方法 编制说明 （征求意见稿） 金属材料 薄板和薄带 弯折性能试验方法 国家标准修订小组 2019 年 9 月